ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности шахтных печей из "Топливо Кн2" Шахтные печи являются распространенными агрегатами металлургического производства. Относительная простота их устройства и эксплуатации, небольшие капитальные затраты на строительство, высокая тепловая эффективность — вот основные преимущества шахтных печей. [c.344] Основными элементами конструкций шахтных печей являются шахта, загрузочное, выгрузочное и тарелочные устройства. [c.345] Механизм зафузки обеспечивает равномерное распределение кусюв исходного сырья по поперечному сечению шахты, зафузку более крупных кусков в приосевую область печи, а также герметизацию верха печи. Выгрузочное устройство включает в себя механизм выфузки с герметизирующим затвором. [c.345] Шахта печи обычно состоит из стального кожуха и футеровки. Конфигурация шахт печей может быть различной в виде полого цилиндра, в виде состыкованных большими основаниями двух усеченных конусов, цилиндрическая с сужением в нижней части, щелевидная, прямоугольная с вертикальными стенками и т.д. Толщина и состав огнеупорной кладки определяются режимами рабочих зон печи. [c.345] Отопление шахтной печи может осуществляться несколькими способами сжиганием твердого топлива, подаваемого в шахту вместе с исходным сырьем сжиганием газообразного, жидкого или твердого топлива в выносных топках и подачей высокотемпературных продуктов сгорания в шахту печи сжиганием газообразного или жидкого топлива с помощью горелочных устройств, устанавливаемых на стенках шахты или внутри нее. [c.345] Рассмотрим только последний вид отопления, тк. слоевое сжигание твердого топлива выходит за рамки рассматриваемых нами вопросов, а горелочные устройства, которые можно использовать в выносной топке, слабо связаны с технологическим процессом. [c.345] Одновременно следует отметить, что применение газообразного и жидкого топлива в шахтных печах вместо твердого имеет ряд преимуществ удобство и легкость регулирования процесса обжига, упрощение технологии, улучшение условий труда обслуживающего персонала, снижение производственных затрат, получение более чистого и качественного продукта. К недостаткам нужно отнести фудность равномерного распределения газа по поперечному сечению шахты, плохие условия смешивания топлива и окислителя в слое кускового материала. [c.345] Для более полного понимания фебований к горелочным устройствам, их взаимосвязи с технологическим процессом и другими элементами конструкций печей, рассмотрим подробнее процесс производства обожженной извести. [c.345] Добытый в карьере известняк, состоящий из карбонатов кальция, магния и примесей в виде горных пород и глины, проходит дробление и сортировку с отсевом мелких фракций. В шахтную печь подают фракции 180-120,120-80,80-40 мм. В печи осуществляются процессы сушки, подофева, обжига и охлаждения извести. [c.345] Сушка карбонатного сырья происходит при температурах до 200 °С, сопровождается последовательным удалением свободной и сорбционно связанной влаги. Температура начала обжига зависит от химического состава сырья. [c.345] Нагрев сырья до температур, при которых начинается вьщеление диоксида углерода, т.е. до температур начала обжига, происходит в зависимости от его химичесшго состава. [c.345] При более низких температурах начинает разлагаться доломит (710 °С), при более высоких — известняк, мел (900 °С). В процессе нагрева сырья наблюдается выгорание механических примесей, частичное его растрескивание с увеличением обьема на 2 %. [c.346] Обжиг карбонатного сырья осуществляют выдержкой его при температурах в диапазоне 710-900 °С для доломита и 900-1300 °С для известняка, мела. При этом процесс диссоциации карбонатов происходит с поглощением тепла. Сначала происходит разложение Mg O . Температура разложения карбоната магния колеблется от 402 до 756 °С. Так как обжиг СаСО, идет при более высоких температурах, чем обжиг Mg Oj, то получившийся ранее монооксид магния в значительной степени теряет свою активность при температурах разложения a Oj. Увеличение температуры свыше 1300 °С приводит к усилению реакции окиси кальция с примесями в исходном сырье и футеровкой печи, в результате чего повышается содержание неактивного СаО и сокращается срок службы футеровки. [c.346] Скорость реакции разложения СаСО подчиняется закону Аррениуса, она пропорциональна разности между равновесным давлением двуокиси угаерода и давлением, поддерживаемым в шахте печи. Лимитирующей стадией процесса диссоциации является скорость образования кристаллических зародышей окиси кальция, которая, в свою очередь, зависит от скорости диффузии ионов металла. Более благоприятные условия для зарождения кристаллов СаО создаются при повышении температуры. [c.346] На практике на скорость разложения a Oj большое влияние оказывает интенсивность нагрева кусков сырья. Суммарная скорость разложения может одновременно определяться интенсивностью подвода тепла и скоростью реакции распада. Для таких условий температура зоны реакции связана с температурой окружающей среды прямой зависимостью, т.е. с повышением температуры окружающей среды будет расти и температура зоны реакции. Но могут быть процессы, скорость которых лимитируется только теплопередачей. В этом случае температура разложения кусков сырья не изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Рассмотренные закономерности используют в практике для определения длительности процесса обжига в зависимости от температуры, формы и размера кусков обжигаемого материала. [c.346] Охлаждение извести осуществляют в нижней части шахтной печи. Температура готового продуета перед разгрузкой обычно составляет 40-100 °С. При наличии в охлаждающих газах двуокиси угаерода в области температур 350-800 °С может проте кать реакция рекарбонизации. В этом случае куски извести покрываются плотной коркой СаСОз. [c.346] Вернуться к основной статье